Conception assistée par ordinateur en environnement immersif

Computer aided design in immersive environment

• Auteur / Autrice : Thomas Convard
• Direction : Patrick Bourdot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Réalité virtuelle

Modélisation géométrique

Informatique graphique

Interaction homme-machine

Multimodalité

Résumé

Cette thèse traite de l'utilisation des environnements immersifs de Réalité Virtuelle (RV) pour la Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Nous étudions comment ces nouvelles interfaces entre l'homme et les systèmes informatiques peuvent améliorer les différentes tâches de conception de formes géométriques qui sont actuellement réalisées sur station de travail avec écran, clavier, souris et ne proposant qu'une interface graphique. Or ce type d'interaction ne tire pas profit des possibilités de la RV en terme d'interaction directe et 3d. De plus, les objets de CAO n'offrent pas de moyens pour modifier leur forme à partir de ce type d'interaction. Nous présentons une approche d'objets réactifs, permettant de changer la valeur des paramètres d'opérations dans le graphe d'historique de construction d'un solide, à partir d'interaction directe de l'utilisateur sur des éléments (sommet, arête, face) du B-Rep de ce solide. Nous utilisons à ce propos un système d'inférence qui décide quels vont être les paramètres modifiés à partir de l'élément sélectionné, et comment vont être interprétées les manipulations de l'utilisateur en tant que variations numériques des paramètres. Ces inférences se fondent sur des jeux de règles basées sur des informations de constructions rattachées aux éléments du B-Rep. Ce modèle d'objet réactif a été implémenté dans un prototype permettant la création et la modification des objets CAO de manière intuitive dans un environnement immersif et multimodal. Nous proposons aussi dans cette thèse une méthode de détection de collision dédiée à l'interaction immersive, ainsi qu'un système de rendu graphique sur grappe de PC adapté aux objets déformables.

This thesis discuss of the use of immersive environments of Virtual Reality (VR) for Computer Aided Design (CAD). We study how these new interfaces between man and information systems can improve the different tasks of geometric shape design that are actually done on workstation with screen. These workstations essentially use keyboard, mouse and graphical interface. However this kind of interaction does not take advantage of VR possibilities in term of direct 3d interaction. In addition, CAD objects does not allow ways to modify there shape with a direct and 3d interaction. We present an approach of reactive objects that allows changing the value of operations parameters in the construction history graph of the solid, from direct interaction of the user on the elements (vertex, edge, face) of the B-Rep of the solid. To this purpose, we use an inference system that decides what parameters to modify knowing the selected element, and how to map the manipulations of the user to numerical changes of the parameters. These inferences are based on sets of rules dealing with construction information attached to the elements of B-Rep. This model of reactive objects has been implemented in a software prototype allowing creation and modification of CAD objects in an intuitive way. The interface proposed is a multimodal and immersive environment. We also propose in this thesis a method for collision detection dedicated to immersive interaction and a graphic rendering system on PC cluster adapted to deformable objects.